CN102596577A - 空气抽取打印机 - Google Patents

Abstract

一种喷墨打印机，包括供应墨的墨室。包括空气抽取室，所述空气抽取室包括空气室、使空气室与周围环境相通的单向泄压阀。可压缩构件用于迫使空气通过单向泄压阀从空气室中排出，并用于在单向泄压阀关闭时将减小的空气压力施加到透气膜。滑动架沿着滑动架扫描路径推动喷嘴阵列、墨室、膜和空气抽取室。

Description

空气抽取打印机

技术领域

本发明总体上涉及喷墨打印领域，具体地讲，涉及一种用于从打印机中的打印头去除空气的空气抽取装置。

背景技术

喷墨打印系统通常包括一个或多个打印头及其相应的供墨器。打印头包括：墨入口，连接到打印头的供墨器；液滴喷射器阵列，每个喷射器包括墨增压室、喷射致动器和喷嘴，通过所述喷嘴喷射墨滴。所述喷射致动器可以是包括加热器或压电装置的各种类型中的一种类型，所述加热器使室中的一些墨蒸发，以推进液滴离开喷嘴，所述压电装置改变墨增压室的壁的几何形状，以产生喷射液滴的压力波。液滴通常指向纸或其他打印介质（这里有时一般被称为记录介质或纸），从而当打印介质相对于打印头运动时根据被转换成用于液滴喷射器的电子触发脉冲的图像数据而产生图像。

打印介质相对于打印头的运动可由使打印头保持静止以及使打印介质前进经过打印头同时喷射液滴组成。如果打印头上的喷嘴阵列能够访问横跨打印介质的宽度的整个兴趣区，则这种结构是适宜的。这样的打印头有时被称为页宽打印头。第二种类型的打印机结构是滑动架打印机，其中，打印头喷嘴阵列比在打印介质上用于打印的兴趣区的范围略小，并且打印头安装在滑动架上。在滑动架打印机中，打印介质沿着打印介质前进方向前进给定距离然后停止。当打印介质停止时，在从喷嘴喷射液滴时，打印头滑动架沿着与打印介质前进方向基本上垂直的滑动架扫描方向运动。在滑动架横过打印介质的同时打印了一行图像之后，打印介质前进，滑动架的运动方向反向，并且一行一行地形成图像。

喷墨打印的墨包含各种易挥发和不易挥发的成分，其包括颜料或染料、湿润剂、图像耐久性增强剂及载体或溶剂。在墨的配制和墨的输送方面关键的考虑因素是在打印介质上产生高质量图像的能力。如果气泡阻挡了从供墨器到液滴喷射器阵列的小的墨通道，则图像质量可能会劣化。这种气泡会导致液滴喷射的方向偏离它们预期的飞行路径，或者液滴的体积比预期的体积小，或者未能喷射。气泡会由于各种原因而产生。例如，通过非气密性外壳进入供墨器中的空气会溶解于墨中，随后在升高的操作温度下从打印头中的墨中出溶（即，从溶液中出来）。空气还会通过打印头喷嘴而摄入。对于具有可更换供墨器（诸如，墨盒）的打印头而言，空气也可在更换墨盒时进入打印头中。

在传统的喷墨打印机中，打印头维护站的一部分是连接到吸入泵（诸如，蠕动泵或管泵）的盖。在不打印的时间段期间，所述盖围绕打印头喷嘴面，以抑制墨的易挥发成分蒸发。周期性地激活吸入泵，以从喷嘴去除墨和不希望的气泡。通过喷嘴对墨的这种抽吸不是非常有效的工艺，并且在打印机的整个使用寿命中浪费大量的墨。不仅浪费了墨，而且必须在打印机中提供绒垫（waste pad），以吸收通过抽吸而去除的墨。废墨和绒垫是不希望有的消耗。此外，绒垫占用了打印机中的空间，从而需要较大的打印机体积。此外，废墨和绒垫必须进行后续处理。另外，抽吸操作会使打印操作延时。

需要一种用于喷墨打印头的空气抽取装置，该装置能够在浪费很少的墨或者不浪费墨的情况下去除空气，兼顾紧凑的打印机结构，成本低，对生态环境无害且不会使打印操作延时。

发明内容

本发明的优选实施例包括一种喷墨打印机，该喷墨打印机包括用于喷射墨的喷嘴阵列和相应的墨入口。墨室通过流体连接到墨入口的出口供应墨。包括有空气抽取室，所述空气抽取室包括空气室、单向泄压阀，所述单向泄压阀具有允许空气室与周围环境相通的打开位置和不允许通气的关闭位置。可压缩构件用于迫使空气通过处于其打开位置的单向泄压阀从空气室中排出，并用于在单向泄压阀处于其关闭位置时将减小的空气压力施加到透气膜。滑动架被设置用于在滑动架扫描方向上沿着滑动架扫描路径承载喷嘴阵列、墨室、膜和空气抽取室。空气抽取室可设置有：空气排出部分，邻近单向泄压阀；空气聚集部分；单向防漏阀，位于空气聚集部分和空气排出部分之间。所述单向防漏阀具有：打开位置，允许空气在空气聚集部分和空气排出部分之间经过；关闭位置，不允许空气经过。空气抽取室的可压缩构件沿着基本上平行于滑动架扫描方向的压缩方向可压缩。压缩构件邻近滑动架扫描路径的第一端设置，以压缩可压缩构件。

本发明的另一实施例包括一种具有供墨器的打印机，所述供墨器包括气体室和墨室。墨室中的供应开口将墨输送到打印机以进行打印。气体室中的释放开口在气体室中的内部压力下释放气体。气体室中的带阀门的开口防止气体从气体室运动到墨室，结合到气体室中的开口的压力源通过抽吸从墨室抽气。压力源还通过外部压力使气体运动到气体室内，从而在气体室中产生内部压力。所述压力源包括结合到所述开口的可压缩隔室，用于提供外部压力。可压缩隔室还可膨胀，用于通过抽吸从墨室抽气。

当结合下面的描述和附图进行考虑时，本发明的这些和其他方面和目的将被更好地认识和理解。然而，应该理解的是，示出了本发明的优选实施例及其诸多具体细节的下面的描述通过说明而非限制的方式给出。在不脱离本发明的精神的情况下，可在本发明的范围内进行多种改变和变型，本发明包括所有这样的变型。下面的附图并不意在按任何精确的尺寸比例、角度关系或相对位置绘制。

附图说明

图1是喷墨打印机系统的图示；

图2是根据本发明的实施例的滑动架打印机的一部分的示意性透视图；

图3是与图2相似的示意性透视图，其中，突起旋转离开接合对齐；

图4A是根据本发明的实施例的包括具有空气抽取室的打印头的打印头组件的前部分解透视图；

图4B是可用于图4A的打印头中的打印头模具的喷嘴面视图；

图5A是与图4A的打印头相似的打印头的侧部透视图；

图5B是图4A的空气抽取室的侧部透视图；

图6A是根据本发明的实施例的打印头组件的截面视图；

图6B是可用于本发明的单向阀的示例；

图7A是根据本发明的实施例的安装基板和两个打印头模具的分解透视图；

图7B是具有连接到打印头模具的出口孔的图6A的安装基板的侧部的透视图；

图7C是根据本发明的实施例的墨盒和打印头的一部分的示意性俯视图；

图8是根据本发明的实施例的滑动架打印机的一部分的示意性透视图；以及

图9是根据本发明的实施例的滑动架打印机的一部分的示意性透视图。

具体实施方式

参照图1，针对其对本发明的有用性示出了喷墨打印机系统10的图示，在第7,350,902号美国专利中对该图示进行了充分描述，第7,350,902号美国专利通过引用以其整体被包含于此。喷墨打印机系统10包括图像数据源12，图像数据源12提供数据信号，该数据信号通过控制器14被解译为用于喷射液滴的命令。控制器14包括提供用于打印的图像的图像处理单元15，并将信号输出到电能脉冲的电脉冲源16，电能脉冲被输入到包括至少一个喷墨打印头模具110的喷墨打印头100。

在图1中示出的示例中，存在两个喷嘴阵列。第一喷嘴阵列120中的喷嘴121的开口面积比第二喷嘴阵列130中的喷嘴131的开口面积大。在该示例中，两个喷嘴阵列中的每个喷嘴阵列均具有两行交错排列的喷嘴，每行的喷嘴密度均为600/英寸。那么，在每个阵列中，有效的喷嘴密度是1200/英寸（即，在图1中，d=1/1200英寸）。如果记录介质20上的像素沿着纸前进方向被顺序地编号，则来自阵列中的一行的喷嘴将打印奇数编号的像素，而来自阵列中的另一行的喷嘴将打印偶数编号的像素。

与每个喷嘴阵列流体连通的是相应的墨输送路径。墨输送路径122与第一喷嘴阵列120流体连通，墨输送路径132与第二喷嘴阵列130流体连通。墨输送路径122和132的部分在图1中被示出为穿过打印头模具基板111的开口。一个或多个喷墨打印头模具110将被包括在喷墨打印头100中，但是为了更加清楚，在图1中仅示出了一个喷墨打印头模具110。打印头模具布置在如在下面关于图2论述的支撑构件上。在图1中，第一流体源18经由墨输送路径122将墨供应到第一喷嘴阵列120，第二流体源19经由墨输送路径132将墨供应到第二喷嘴阵列130。尽管示出了不同的流体源18和19，但是在一些应用中，具有分别经由墨输送路径122和132将墨供应到第一喷嘴阵列120和第二喷嘴阵列130两者的单个流体源会是有益的。另外，在一些实施例中，少于两个或多于两个的喷嘴阵列可被包括在打印头模具110上。在一些实施例中，喷墨打印头模具110上的所有喷嘴均可具有相同的尺寸，而非在喷墨打印头模具110上具有多种尺寸的喷嘴。

在图1中没有示出与喷嘴相关联的液滴形成机构。液滴形成机构可具有各种类型，其中一些类型包括加热元件或压电换能器或致动器，所述加热元件使一部分墨蒸发，从而引起喷射的液滴，所述压电换能器使流体室的体积收缩，从而引起喷射，（例如，通过加热双层元件）使所述致动器运动，从而引起喷射。在任何情况下，来自电脉冲源16的电脉冲根据期望的沉积图案被发送到各个液滴喷射器。在图1的示例中，由于喷嘴开口面积较大而使得从第一喷嘴阵列120喷射的液滴181比从第二喷嘴阵列130喷射的液滴182大。通常，为了使不同尺寸的液滴的液滴喷射过程优化，分别与喷嘴阵列120和130相关联的液滴形成机构（未示出）的其他方面也具有不同的尺寸。在操作期间，墨滴被沉积在记录介质20上。由于喷嘴是液滴喷射器最明显可见的部件，所以术语“液滴喷射器阵列”和“喷嘴阵列”在这里有时将被互换使用。

图2示出了根据本发明的实施例的台式滑动架打印机的一部分的示意性透视图。在图2中示出的视图中，打印机的部件中的一些部件已被隐藏，从而能够更加清楚地看见其他部件。打印机机架300具有打印区域303，滑动架200横过打印区域303沿滑动架扫描方向305向后和向前运动，同时，墨滴从安装在滑动架200上的打印头250被喷射。字母“ABCD”表示已经打印在纸或其他记录介质件371上的打印区域303上的图像的一部分。滑动架电机380使带384运动，从而使滑动架200沿着滑动架导杆382运动。编码器传感器（未示出）安装在滑动架200上，并指示滑动架相对于编码器383的位置。

打印头250安装在滑动架200中，墨盒262被安装成将墨供应到打印头250，并包含诸如青色、品红色、黄色和黑色的墨或其他记录流体。可选地，多个墨盒可被捆在一起作为一个多室供墨器（例如，青色、品红色和黄色）。如在下面更加详细地描述的，来自不同的墨盒262的墨被提供给不同的喷嘴阵列。

各种辊用于使记录介质前进穿过打印机。在图2的视图中，为了将记录介质定位在待打印图像的下一行，送进辊312和被动辊323使记录介质件371沿着介质前进方向304前进，介质前进方向304与横过打印区域303的滑动架扫描方向305基本上垂直。排放辊324使记录介质件371朝着已打印的介质可被收回的输出区域继续前进。星形轮（未示出）使记录介质件371抵靠在排放辊324上。

对于影印（4英寸乘6英寸）而言，记录介质的典型长度为6英寸，对于纸（8.5英寸乘11英寸）而言，记录介质的典型长度为11英寸。因此，为了打印全图像，在使打印头机架250运动横过记录介质件371的同时，多行被连续打印。在打印了一行之后，记录介质20沿着介质前进方向304前进。送进辊312可包括安装在送进辊轴上的分离辊，或者可包括位于送进辊轴上的薄的高摩擦涂层。旋转式编码器（未示出）可被同轴地安装在送进辊轴上，以监测送进辊312的角旋转。在图2中没有示出给纸前进辊（包括送进辊312和排放辊324）提供动力的电机。为了正常地供应纸，送进辊312和排放辊324沿向前旋转的方向313被驱动。

在该示例中，电子板390朝着打印机机架300的后部定位，电子板390包括电缆连接器，该电缆连接器经由电缆（未示出）与打印头滑动架200通信，进而从打印头滑动架200到打印头250进行通信。在电子板上通常还安装有用于滑动架电机380和纸前进电机的电机控制器、用于控制打印过程的处理器和/或其他控制电子器件（在图1中被示意性地示出为控制器14和图像处理单元15）以及将电缆连接到主机的可选的连接器。

在图2的示例中，维护站330朝向打印机机架300的右侧。维护站330可包括擦拭器（未示出）以及盖332，所述擦拭器用于清洁打印头250的喷嘴面，盖332用于密封喷嘴面，以使墨的易挥发成分的蒸发变慢。许多传统的打印机包括附着到盖的真空泵，以在打印机出现故障时将墨和空气从打印头的喷嘴中吸出。

一种用于从打印头250去除空气的不同的方法在图2中示出，并关于本发明的实施例在下面进行更加详细的论述。空气抽取室220附着到打印头250。诸如伸缩管222的可压缩构件是空气抽取室220的一部分。当伸缩管222被压缩时，伸缩管222迫使空气通过单向泄压阀224离开空气抽取室220。伸缩管222被构造成使得伸缩管222趋于从压缩状态自动地膨胀。当伸缩管222膨胀时，伸缩管222在空气抽取室220中提供减小的空气压力，如在下面更加详细地论述的，空气抽取室220从打印头250中抽吸空气。伸缩管222被安装成使得伸缩管222沿着与滑动架扫描方向305基本上平行的压缩方向223可压缩。伸缩管222与压缩构件（诸如，从例如打印机机架300的壁306延伸的突起340）成一直线。为了压缩伸缩管222，滑动架200朝着壁306运动，直到突起340与伸缩管222接合为止。由于相对于编码器383来追踪滑动架200的位置，因此滑动架200朝着壁306的运动量可被精确地控制，从而当滑动架朝着壁306运动时通过突起340控制伸缩管222的压缩量。可控制滑动架200，以使伸缩管222相对于突起340运动到预定位置，使得滑动架200在伸缩管222撞击到突起340之后运动预定距离。控制器14（见图1）可包括这样的指令，该指令用于确定控制器14应该在何时将信号发送到滑动架电机380而使滑动架200朝着壁306运动，从而使突起340与伸缩管222接合以实现压缩。在伸缩管222已经达到期望的压缩量之后，控制器14可将信号发送到滑动架电机380而使滑动架200运动远离壁306。伸缩管222可在其缓慢膨胀时使局部压缩保持延长的一段时间，从而继续在空气抽取室220中提供减小的空气压力。

突起340位于滑动架扫描路径的一端附近。在一些实施例中，如在图2中，维护站330沿着滑动架扫描方向305位于滑动架扫描路径的相对端。为了减小打印机机架300的用于必要容纳突起340所需的宽度，在一些实施例中，如在图2中，突起340附着到可运动的突起安装件342，可运动的突起安装件342可允许突起340运动成与波纹管222可接合地对齐以及不与波纹管222可接合地对齐，从而滑动架200可在突起340没有接合伸缩管222的情况下靠近壁306。在图2中示出的实施例中，突起安装件342通过轴344被偏心地附着到壁306。如旋转方向箭头346所示，突起安装件342可绕轴344来回旋转。当突起安装件342处于图2中示出的位置时，突起340与伸缩管222对齐地接合，以接合伸缩管222。当突起安装件342旋转到图3中示出的位置时，突起340不与伸缩管222对齐，并且将不接合伸缩管222。由于旋转方向346沿着送进辊312的向前的方向313和反方向，因此，使用选择性可连接的联动装置诸如齿轮系或带（未示出），直接利用与用于使送进辊312前进的电机相同的电机来使突起安装件342旋转。通过引用以其整体被包含于此的公开号为2009/0174733的美国专利申请公开了一种使用相同的电机来驱动多种打印机功能的设备和方法，根据需要，所述设备和方法可被用于选择性地切断送进辊312的动力，并可使用所述电机来使突起340运动到伸缩管222的路径中以及运动离开伸缩管222的路径。控制器14（见图1）可包括关于控制器14应该在何时发送信号以使突起340运动成与伸缩管222可接合地对齐以及不与波纹管222可接合地对齐的指令。

控制器14使滑动架200运动和/或使突起340运动从而伸缩管222撞击突起340并被压缩的指令可以基于事件、基于时钟、基于计数、基于传感器或者它们的组合。基于事件的指令的示例可以是：当打印机开启时，或者恰好在维护操作（诸如擦拭）执行之前或之后，或者在打印作业的最后一页被打印之后，控制器14发送合适的信号以使伸缩管222被压缩。基于时钟的指令的示例可以是：在伸缩管222最后一次被压缩之后一个小时，控制器发送合适的信号以使伸缩管222被压缩。基于计数的指令的示例可以是：在打印了预定页数之后，或者在执行了预定次数的维护循环之后，控制器14发送合适的信号以使伸缩管222被压缩。基于传感器的指令的示例可以是：当光学传感器检测到一个或多个喷嘴出现故障时，或者当热传感器指示打印头已经超过预定温度时，控制器14发送合适的信号以使伸缩管222被压缩。基于组合的指令的示例可以是：当热传感器和时钟指示打印头已经超过预定温度长于预定持续时间时，控制器发送合适的信号以使伸缩管222被压缩。来自控制器14的指令可使伸缩管222全压缩或不压缩，或者可选地，可通过使滑动架200运动如相对于编码器383所监测的相应的量来使伸缩管222被压缩多个预定量中的一个。

由于当墨上升到升高温度时，溶解于墨中的空气趋于出溶（即，从溶液中出来），因此，在一些实施例中，从打印头中抽吸空气的方法可包括对打印头的一部分进行加热连同经由空气抽取室施加减小的空气压力。这对包括具有液滴喷射器的打印头模具的热喷墨打印头而言尤为容易，其中，液滴喷射器包括用于使墨蒸发以从喷嘴喷射墨滴的加热器。用于对加热器进行加热的电脉冲可具有使液滴喷射的足够的振幅和持续时间，或者电脉冲可低于液滴触发阈值。在各实施例中，在允许伸缩管222膨胀并因而在空气抽取室220处提供减小的压力的时间之前或在此期间，控制器14可使触发脉冲或非触发脉冲对打印头模具110进行加热，以从打印头250中抽吸出溶的空气。

在图4A中更加详细地示出了打印头250和空气抽取室220。在此所使用的术语“打印头组件210”将包括打印头250及其组成部件以及空气抽取室220及其组成部件。空气抽取室220下方向下的箭头指示空气抽取室220如何与打印头250装配在一起。在图4A中示出的空气抽取室220的另外的部件包括单向防漏阀228，单向防漏阀228将空气抽取室220分成空气聚集室230和空气排出室232。此外，示出了作为单向泄压阀224的挡板阀的示例。紧固件225将挡板阀连接到空气抽取室的外表面。挡板阀通常由弹性片制成，挡板阀在正常状态下覆盖并密封空气排出室232中的通气口226。同样地，单向防漏阀228也可以是密封且覆盖空气通道231的挡板阀。正常地，单向泄压阀224和单向防漏阀228均被关闭。当空气排出室232中的压力比环境压力大足够的量以迫使单向泄压阀224到达打开位置时，大量的空气通过单向泄压阀224从空气排出室232中排出。然后，弹性回复力使单向泄压阀224再次关闭，从而空气不再能够通过通气口226被排出。类似地，当空气聚集室230中的压力比空气排出室232中的压力大足够的量以迫使单向防漏阀228打开时，空气从空气聚集室230通过空气通道231被转移到空气排出室232。然后，弹性回复力使单向防漏阀228再次关闭。

打印头250包括具有多个墨室的打印头主体240。在图4A中示出的示例中，墨室241、242、243和244分别包含黑色墨、青色墨、品红色墨和黄色墨。其他实施例可具有多于四个的墨室或少于四个的墨室。墨通过它们各自的入口245进入墨室241、242、243和244，可选地，入口245可被过滤器覆盖，以免诸如颗粒碎屑的污物进入墨室。相应的膜236、237、238和239分别位于各个室241、242、243和244的顶部。膜236-239能使空气透过但不能使液体透过。换句话说，空气能够穿过膜236-239，但是墨不能穿过膜236-239。

为了将墨提供给打印头模具251，墨通过各自的墨出口246离开墨室241-244。打印头模具251包括位于喷嘴面252上的喷嘴阵列257（图4B），不同的喷嘴阵列供应来自不同的墨室241-244的墨。在图4A中存在两个打印头模具251，每个打印头模具251均包括两个喷嘴阵列。在图4B中，在一个打印头模具251上交替地示出了全部的四个喷嘴阵列257。喷嘴阵列257沿着阵列方向254设置，并且阵列沿着阵列分离方向258彼此分开。通常，为了降低打印头模具251的成本，最好使沿着阵列分离方向258的总宽度比打印头主体240的沿着阵列分离方向258的宽度相对小。在一些实施例中，如图4A中，歧管247用于将墨从各个墨室241-244的墨出口246送到位于打印头模具251的与喷嘴面252相对的侧面上的相应的墨入口256。墨从墨入口256流到相应的传墨器255（图4B），并从传墨器255流到各自的喷嘴阵列257。图4A中的打印头模具251下方的小圆圈表示从不同的喷嘴阵列257喷射的不同颜色的墨滴。就基本上竖直地位于图4A的示例中的打印头模具251上方的内墨室242和243而言，从打印头模具251到打印头墨出口246的相应的歧管通道248可基本竖直。就外墨室241和244而言，相应的歧管通道248可具有范围较大的水平部分或略微倾斜的部分。在一些实施例中，打印头模具251可被安装在位于打印头模具251和歧管247之间的安装基板上。在诸如图4A中示出的一些实施例中，歧管247为安装基板。

可参照图2和图4A来描述从打印头250抽吸空气的方法。滑动架200沿着滑动架扫描方向305朝着壁306运动，直到突起340沿着平行于滑动架扫描方向305的压缩方向223压缩伸缩管222为止。迫使已经位于伸缩管222中的空气进入空气排出室232中，从而使空气排出室232中的压力升高，以迫使常闭的单向泄压阀224打开，并使大量的空气排出。然后，单向泄压阀224再次关闭。在滑动架200运动远离壁306之后，伸缩管222可膨胀。当伸缩管222膨胀时，伸缩管222和空气排出室232的总体积增加。由于压力与气体的体积成反比，因此，当伸缩管222膨胀时，空气排出室232中的压力降低。当空气排出室232中的压力变得比单向防漏阀228被强制打开的空气聚集室230中的压力充分小时，一部分空气从空气聚集室230通过空气通道231传到空气排出室232。这使空气聚集室230中的压力减小（同时使空气排出室232中的压力趋于升高），直到单向防漏阀228关闭，并且空气通道231被再次密封从而空气不能够再在空气聚集室230和空气排出室232之间传递。空气聚集室230中的减小的空气压力被施加到膜236-239。换句话说，空气聚集室230中的压力低于墨室241-244中的压力。因此，通过膜236-239从墨室241-244中抽出空气，从而从打印头250的墨室241-244中抽吸空气。随着伸缩管222继续膨胀并且继续将空气从墨室241-244吸入到空气聚集室230中，空气聚集室230中的压力可再次充分地超过空气排出室232中的压力，以迫使单向防漏阀228打开，从而使空气聚集室230中的压力再次达到降低的水平。当滑动架200再次朝着壁306运动以与突起340接合从而压缩伸缩管222时，已经从空气聚集室230被转移到空气排出室232和伸缩管222的空气通过单向泄压阀224被排出。通常，在伸缩管222压缩期间，单向防漏阀228处于常闭位置。然而，如果单向防漏阀228恰巧在伸缩管222开始被压缩时打开，则空气排出室232中增加的压力将使单向防漏阀228关闭，从而使空气排出室232中的压力进一步增加，迫使空气离开通气口226。

在图4A中还示出了一些优选的几何形状的细节。空气抽取室220的空气聚集室230沿着压缩方向223具有长度尺寸L1。从第一膜（诸如膜236）的最外面的边缘到第二膜（诸如膜239）的相对的最外面的边缘的距离L2最好小于L1。那样，单个空气抽取室220可通过相应的多个膜从多个墨室抽出空气。在图4A中，一个空气抽取室220能够给四个墨室241-244提供空气管理，这是因为空气聚集室230能够将减小的压力提供给相应的四个膜236-239。

喷嘴阵列257沿着基本上平行于介质前进方向304的喷嘴阵列方向254设置。喷嘴阵列分离方向258基本上平行于滑动架扫描方向305。因此，为了使墨从墨室的墨出口246到打印头模具的墨入口256的连接简化，墨室241-244最好沿着滑动架扫描方向305彼此移位。由于伸缩管222的压缩方向223也与滑动架扫描方向305基本上平行，因此，墨室241-244最好沿着基本上平行于压缩方向223的方向彼此移位。另外，由于滑动架扫描方向305基本上垂直于介质前进方向304，因而得出压缩方向223基本上垂直于阵列方向254的结论。此外，参照图2，打印机机架300的打印区域303的平面与滑动架扫描方向305和介质前进方向304均基本平行。当将打印头250安装在打印机机架300中时，膜236-239最好基本竖直地位于墨出口246、打印头模具的墨入口256和入口245上方，以有助于气泡穿过墨而上升，如下面所述。换句话说，优选地，膜236-239沿着与阵列方向254和压缩方向223均基本垂直的膜移位方向235从喷嘴阵列257（即，从液滴喷射器阵列）移位。

图5A示出了与图4A的打印头250相似但绕平行于膜移位方向235的轴线旋转后的打印头250的透视图。类似地，图5B是空气抽取室220的旋转视图。图5A的视图透视了墨室241的侧壁，并示出了沿着基本平行于膜移位方向235的方向穿过液体墨218而上升的气泡216。气泡216不仅从打印头250的墨出口246上升而且从打印头250的入口245上升。源于墨出口246处的气泡216可能会由于在升高温度下从墨218出溶的空气而例如从打印头模具251出来。源于入口245的气泡216可能会例如在更换墨盒262（见图2）的过程中进入。空气抽取室220在抽吸来自这两种来源的气泡方面有效。墨室241的在液体墨218上方产生空气空间217且从空气空间217到膜236敞开的竖直几何形状有助于气泡216由于它们的浮力而穿过液体墨218朝着空气空间217和膜236自由地上升。另外参照图3，描述这样的竖直几何形状的另一方法是：墨室241的入口245与打印机机架300的支撑基座302之间的距离s小于空气抽取室220与支撑基座302之间的距离S。类似地，墨室241的墨出口246与打印机机架300的支撑基座302之间的距离小于空气抽取室220与支撑基座302之间的距离S（尽管为了清楚而在图3中没有示出墨出口246）。

图6A是根据本发明的实施例的打印头组件210的截面视图。在该实施例中，压缩弹簧215支承在空气排出室232内部的固定支撑件213与靠近伸缩管222的端部的可运动的支撑件214之间。在伸缩管222已经沿着压缩方向223被压缩之后，压缩弹簧215帮助伸缩管222膨胀。在其他一些实施例中，伸缩管222由具有足够的弹性特性的材料制成，以在不使用压缩弹簧的情况下提供伸缩管膨胀所需的膨胀力。在伸缩管222内部提供压缩弹簧215可允许使用更加廉价或者其他更加适宜的材料来制造伸缩管222。伸缩管222的非运动端212附着到空气排出室232，从而空气能够在伸缩管222的内部与空气排出室232的内部之间自由地流动。

针对单向泄压阀224和单向防漏阀228均为图6B中示出的类型的挡板阀的情况，图6A示出了单向泄压阀224和单向防漏阀228的打开位置和关闭位置。灰色阴影的实线矩形示出了单向泄压阀224紧靠通气口226的常闭位置。虚线示出了远离通气口226的打开位置。类似地，灰色阴影的实线矩形示出了单向防漏阀228紧靠空气通道231的常闭位置，而虚线示出了远离空气通道231的打开位置。

空气抽取室220中的密封件不需要是气密性的。在一些实施例中，包括从墨室241-244通过膜236-239进入空气抽取室220的空气的影响以及各密封件处的渗漏，针对大气压力与空气抽取室220中的压力之间的压差损失的时间常数可在大约5秒钟和大约1小时之间。

图6A示出了气泡216从墨室241-244中的墨出口246穿过液体墨218朝着液体墨218上方的空气空间217自由地上升。就内墨室242和243而言，从打印头模具的墨入口256经歧管247到墨出口246到空气空间217再到空气抽取室220的整个墨通道基本竖直，并且这对气泡216的运动而言是优选的。为了降低打印头模具251的成本并且为了在墨室241-244中提供充足的墨，最外面的墨入口256之间的距离通常将略小于最外面的墨室241和244之间的距离，从而针对诸如在图6A中示出的实施例，外歧管通道248将具有从水平线略微倾斜的部分。

在其他实施例中，可使用图7C中示出的环绕式墨室几何形状，从而即使是外侧的墨室，也在打印头中提供使气泡从打印头模具251一直流到液体墨218上方的空气空间217的更竖直的路径。环绕式墨室几何形状与如图7A的分解视图中示出的打印头模具构造特别兼容，在图7A中，墨入口256沿喷嘴阵列方向254的长度大于沿喷嘴分离方向258墨入口256之间的间距。两种趋势使得这种打印头模具构造更为有利。通过提供更长的打印幅面（即，更长的喷嘴阵列长度）而使打印速度提高。通过缩小打印头模具的面积而使打印头模具的成本降低。因此，为了提供低成本的高速打印头，使喷嘴阵列的长度大于喷嘴阵列之间的间距是有利的。在图7A中示出的实施例中，存在两个打印头模具251，每个打印头模具251均具有位于喷嘴面252上的两个喷嘴阵列以及位于与喷嘴面252相对的面上的相应的墨入口256。通常利用与墨兼容的模具胶粘剂将打印头模具251的墨入口面密封地附着到安装基板270的模具结合面272，以提供流体连接。安装基板270包括安装基板通道274，安装基板通道274用于将墨从打印头的墨室提供到打印头模具。在图7A中示出的实施例中，安装基板通道274呈鞋状。在安装基板270的模具结合面272上，安装基板通道274的出口为适于与具有类似形状的打印头模具251的墨入口256匹配的伸长的出口孔276（见图7B）。在安装基板270的打印头安装面275上，安装基板通道274的出口为沿着喷嘴阵列方向254彼此交错排列的较小的入口孔278。换句话说，两个相邻的入口孔278之间的位移具有与阵列方向254平行的分量c1以及与阵列分离方向平行的分量c2。在许多实施例中，c1大于c2。为了提供图7A中示出的实施例中的入口孔278的交错排列的构造，相邻的鞋状安装基板通道274被彼此相反地定向。伸长的出口孔276通过安装基板通道274的位于安装基板270内部的部分被流体连接到较小的入口孔278。

在图7C所示的俯视图中示出了打印头280的环绕式墨室几何形状。打印头主体288包括多个墨室281-284以及用于墨室281-284的直线排列的入口286。打印头主体288包括第一外壁295以及与第一外壁295相对的第二外壁296。第一外壁295被定位成邻近入口286（即，位于入口286处或附近），而第二外壁296位于入口286的远端。在该实施例中，外墨室281和284呈L形并环绕内墨室282和283。因此，外墨室281和284均具有位于第一外壁295附近的第一部分和位于第二外壁296附近的第二部分。内墨室282和283均具有位于第一外壁295附近的部分但不具有位于第二外壁296附近的部分。每个墨室均具有液体不能透过的透气膜285、入口286和墨出口287。墨出口287按照与安装基板270的打印头安装面上的较小的入口孔278相同的交错排列构造布置在墨室281-284的底面上。墨室281-284的每个墨出口287均可例如利用密封垫片被流体连接到安装基板270上的相应的入口孔278。与图5A和图6A中示出的液体墨218和空气空间217的关系类似，墨室281-284包含液体墨并在墨室的顶部具有位于液体墨上方的空气空间。由于气泡从墨室281-284（外墨室281和284以及内墨室282和283）的相应的墨出口287和安装基板入口孔278到空气空间的行进路径基本竖直，因此不会阻碍气泡到空气空间的运动。实际上，竖直的行进路径延伸到打印头模具251的墨入口256，其中，墨入口256对应于喷嘴阵列257（见图4B）。此外，由于气泡从入口286到空气空间的行进路径基本竖直，因此也不会阻碍气泡从入口286到相应的墨室顶部的空气空间的运动。墨室281-284内部的膜285的位置不是那么严格，只要膜285与相应的墨室的空气空间接触并且只要膜能够适合空气抽取室的尺寸即可。

在图7C中示出的实施例中，墨室281的入口286与墨室282的入口286相邻。由于墨出口287的交错排列构造以及打印头280的环绕式墨室几何形状，因此墨室281的墨出口287从墨室282的墨出口287移位，从而两个出口287之间的位移具有与喷嘴阵列方向254平行的分量c1以及与阵列分离方向258平行的分量c2（同样见图7A）。环绕式墨室几何形状的其他问题必须与在墨室之间共用的内壁的构造有关。在下面的论述中，墨室281、282、283和284（即，分别为第一、第二、第三和第四）的编号规则基于这些墨室的相应的入口的位置。第二墨室282（第一内室）的入口286位于第一墨室281（第一外室）的入口286和第三墨室283（第二内室）的入口286之间。类似地，第三墨室283（第二内室）的入口286位于第二墨室282（第一内室）的入口286和第四墨室284（第二外室）的入口286之间。在第一墨室281和第二墨室282之间共用壁291。在壁291与在第二墨室282和第三墨室283之间共用的壁294相交之后，壁291进一步延伸到在第一墨室281、第二墨室282和第三墨室283之间共用的壁292。壁292也在第三墨室283和第四墨室284之间共用。与第二外壁296相交的壁293在第一墨室281和第四墨室284之间共用。壁293与壁292基本垂直。

在图7C中示出的实施例中，可拆卸墨盒262的盒口263流体连接到墨室281-284的各个入口286。在图7C中沿着阵列分离方向258从左向右，供应到墨室281-284的入口286的不同颜色的墨的顺序为YMCK（黄色、然后品红色、然后青色然后是黑色）。打印头280的环绕式墨室几何形状的效果在于：墨室281-284的墨出口287沿着阵列分离方向258以不同的顺序MYCK布置。

图8示出了本发明的实施例，其中，墨从被固定地安装在打印机机架300上的远程供墨器265而不是从被安装在可运动的滑动架200上的墨盒被供应到打印头250的墨室241。墨通过连接到入口245的挠性管路266被供应到墨室241。为了清楚起见，挠性管路266被示出为仅连接到图8中的四个入口中的一个入口。空气抽取室220按照与如上面关于其他实施例所描述的方式类似的方式操作。

图9示出了按照与上面关于图2和图3所描述的方式不同的方式使突起340运动成可接合地与伸缩管222对齐以及与伸缩管222可接合地不对齐的实施例。在图9的实施例中，突起340可枢转地安装到壁306。当希望沿着压缩方向223压缩伸缩管222时，突起340被定向为从壁306沿着与如图2中的滑动架扫描方向305基本上平行的方向向外延伸。当希望使突起340不与伸缩管222对齐时，如图9中所示，突起340抵靠着壁306枢转，使得突起340处于基本上不与滑动架扫描方向305平行的方位。

由于本发明的实施例抽吸空气而不抽出墨，因此比传统的打印机浪费的墨少。可省略在传统的打印机中使用的废墨垫，或者至少使用于提供维护操作（诸如来自喷嘴的喷溅物）的尺寸减小。这使得打印机操作更加经济、更加环保并且更加紧凑。此外，由于本发明的抽吸空气的方法可以在任何时间进行，并且在持续的时间间隔内将减小的压力从空气抽取室施加到打印头，因此，无需为了从打印头抽吸空气而使打印操作延时。

部件列表

10喷墨打印机系统

12图像数据源

14控制器

15图像处理单元

16电脉冲源

18第一流体源

19第二流体源

20记录介质

100喷墨打印头

110喷墨打印头模具

111基板

120第一喷嘴阵列

121喷嘴

122墨输送路径（用于第一喷嘴阵列）

130第二喷嘴阵列

131喷嘴

132墨输送路径（用于第二喷嘴阵列）

181液滴（从第一喷嘴阵列喷出）

182液滴（从第二喷嘴阵列喷出）

200滑动架

210打印头组件

212非运动端

213固定支撑件

214可运动的支撑件

215压缩弹簧

216气泡

217空气空间

218液体墨

220空气抽取室

222伸缩管

223压缩方向

224单向泄压阀

225紧固件

226通气口

228单向防漏阀

230空气聚集室

231空气通道

232空气排出室

235膜移位方向

236膜

237膜

238膜

239膜

240打印头主体

241墨室

242墨室

243墨室

244墨室

245入口

246墨出口

247歧管

248歧管通道

250打印头

251打印头模具

252喷嘴面

253喷嘴阵列

254喷嘴阵列方向

255传墨器

256墨入口

257喷嘴阵列

258阵列分离方向

262墨盒

265远程供墨器

266挠性管路

270安装基板

272模具结合面

274安装基板通道

275打印头安装面

276出口孔

278入口孔

280打印头

281墨室

282墨室

283墨室

284墨室

285膜

286入口

287墨出口

288打印头主体

291壁

292壁

293壁

295第一外壁

296第二外壁

285第二外壁

300打印机机架

302支撑基座

303打印区域

304介质前进方向

305滑动架扫描方向

306壁

312送进辊

313（送进辊的）向前旋转的方向

323被动辊

324排放辊

330维护站

332盖

340突起

342突起安装件

344轴

346旋转方向

371记录介质件

380滑动架电机

382滑动架导杆

383编码器

384带

390电子板

Claims (20)

1.一种喷墨打印机，包括：

a）喷嘴阵列，具有相应的墨入口；

b）墨室，包括流体连接到与喷嘴阵列对应的墨入口的墨出口；

c）膜，能使空气透过但不能使液体透过；

d）空气抽取室，包括：

i）空气室；

ii）单向泄压阀，具有允许空气室与周围环境相通的打开位置以及不允许空气室与周围环境相通的关闭位置；

iii）可压缩构件，用于迫使空气通过处于打开位置的单向泄压阀从空气室排出，并用于在单向泄压阀处于关闭位置时将减小的空气压力施加到膜；

e)滑动架，用于在滑动架扫描方向上沿着滑动架扫描路径承载喷嘴阵列、墨室、膜和空气抽取室。

2.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，所述空气抽取室还包括：

a）空气室的空气排出部分，邻近单向泄压阀设置；

b）空气室的空气聚集部分；

c）单向防漏阀，位于空气聚集部分和空气排出部分之间，所述单向防漏阀具有允许空气在空气聚集部分和空气排出部分之间经过的打开位置和不允许空气在空气聚集部分和空气排出部分之间经过的关闭位置。

3.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，空气抽取室的可压缩构件沿着与滑动架扫描方向基本上平行的方向可压缩。

4.如权利要求3所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括邻近滑动架扫描路径的第一端设置的压缩构件，其中，所述压缩构件能够与可压缩构件接合，以压缩可压缩构件。

5.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括设置在滑动架扫描路径的第二端的维护站，所述第二端与所述第一端相对。

6.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，压缩构件包括突起。

7.如权利要求6所述的喷墨打印机，其特征在于，所述突起能够运动成与可压缩构件可接合地对齐以及不与可压缩构件可接合地对齐。

8.如权利要求7所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括用于使打印介质前进的电机，其中，所述电机能够被选择性地连接，以使所述突起运动成与可压缩构件可接合地对齐以及不与可压缩构件可接合地对齐。

9.如权利要求7所述的喷墨打印机，其特征在于，所述突起附着到可旋转的安装件。

10.如权利要求7所述的喷墨打印机，其特征在于，所述突起能够从与滑动架扫描方向基本上平行的第一方位枢转到基本上不与滑动架扫描方向平行的第二方位。

11.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括用于控制打印操作及控制滑动架电机以使滑动架沿着滑动架扫描路径运动的控制器，其中，所述控制器包括这样的指令，所述指令用于确定控制器应该在何时将信号发送到滑动架电机以使滑动架朝着突起运动，从而使突起与可压缩构件接合。

12.如权利要求11所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括与控制器的指令可操作性地关联的传感器。

13.如权利要求11所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括与控制器的指令可操作性地关联的时钟。

14.如权利要求11所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括与控制器的指令可操作性地关联的计数器。

15.如权利要求7所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括用于控制打印操作的控制器，其中，所述控制器包括这样的指令，所述指令用于确定控制器应该在何时发送信号以使突起运动，从而使突起与可压缩构件可接合地对齐。

16.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，还包括支撑基座，其中，墨室的墨出口和支撑基座之间的距离小于空气抽取室和支撑基座之间的距离。

17.一种打印机，包括：

供墨容器，该供墨容器包括：

气体室和墨室；

供应开口，位于墨室中，用于输送墨，以进行打印；

释放开口，位于气体室中，用于在气体室中的内部压力下释放气体；

带阀门的开口，位于气体室中，用于防止气体从气体室运动到墨室；

压力源，结合到气体室中的开口，用于通过抽吸而从墨室抽气，并用于通过外部压力而使气体运动到气体室内，从而在气体室中产生所述内部压力。

18.如权利要求17所述的打印机，其特征在于，压力源包括结合到开口的可压缩隔室，用于提供所述外部压力。

19.如权利要求18所述的打印机，其特征在于，可压缩隔室还能够膨胀，并被结合到开口，用于通过抽吸而从墨室进行所述抽气。

20.如权利要求18所述的打印机，其特征在于，还包括延伸部分，所述延伸部分用于压缩所述可压缩隔室，从而实现通过外部压力而使气体运动到气体室内的效果。

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